JPH01237612A - 光学式記録再生装置用結像光学系 - Google Patents

光学式記録再生装置用結像光学系

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JPH01237612A
JPH01237612A JP63063617A JP6361788A JPH01237612A JP H01237612 A JPH01237612 A JP H01237612A JP 63063617 A JP63063617 A JP 63063617A JP 6361788 A JP6361788 A JP 6361788A JP H01237612 A JPH01237612 A JP H01237612A
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JP
Japan
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objective lens
lens
optical system
semiconductor laser
optical axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP63063617A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光学式情報記録再生装置(以後光メモリー装
置と呼ぶ)に用いる結像光学系に関するものである。
[従来の技術1 従来、光メモリー装置に用いる結像光学系は、第29図
に示すように、光源4を出た光をコリメートレンズ3で
平行光にし、対物レンズ2により情報記録面1に集光さ
せるものである。この光学系は1.対物レンズやコリメ
ートレンズに非球面を用いることによって簡素化とコス
トダウンがなされている。
この種の光学系の従来例として、特開昭61−5631
4号公報や特開昭62−43842号公報に記載されて
いるものが知られている。
これら従来例のうち、前者は、コリメートレンズを省略
した有限系の対物レンズを用いることによって大幅なコ
ストダウンが可能になった。しかし光メモリー用対物レ
ンズは、光ディスクの面ブレ(ディスク面の上下動)や
偏芯に追従しなくてはならない、しかし有限対物レンズ
の場合、光軸方向及トラ・シキング方向にレンズがシフ
トすると、投影倍率の変化や結像性能の劣化を生ずる。
この性能劣化を小さくするには、半導体レーザーの投影
倍率を小さ(しなければならない、この場合、半導体レ
ーザーの効率の低下や装置の大型化などの問題が生ずる
また後者は、半導体レーザーと対物レンズの間にカップ
リングレンズを挿入することにより、レーザー光の利用
効率を向上させかつ対物レンズが光軸方向及トラッキン
グ方向にシフトしたときの性能劣化を低減しつるように
したものである。しかし対物レンズが有限系であるため
、無限系のレンズと比較すると、同じ開口数を得ようと
したとき、レンズの有効径が(1+β)倍(βは結像倍
率)になり、レンズの径が大きくなり、小型化のさまた
げになる。
またレンズのシフトによる性能劣化の低減が不十分であ
る。特に光軸方向のシフトによる性能劣化が大きい。
〔発明が解決しようとする課題] 本発明は、対物レンズが光軸方向及トラック方向にシフ
トしたときの性能劣化を小さくし、装置の小型化とコス
トダウンを行ないつる光学式情報記録再生結像光学系を
提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明の光学式情報記録再生装置用結像光学系は、光源
側から球面単レンズである半導体レーザー用コリメート
レンズと対物レンズとからな′す、対物レンズの入射瞳
の直径をa、半導体レーザー用コリメートレンズの焦点
距離なfcとする時、下記の条件を満足するもので、更
に対物レンズが少なくとも光軸にそって可動になってい
ることを特徴とするものである。
(1)3≦a≦4.1 (2)15≦fe≦24 本発明の結像光学系は、半導体レーザー用コリメートレ
ンズとして条件(2)を満足する焦点距離を持つ平凸球
面単レンズを用いまた条件(1)を満足する対物レンズ
を用いることによって、対物レンズが光軸方向にシフト
した時の性能劣化がなく、トラッキング方向のシフトに
よる性能劣化が少なく、低コストになしえたものである
半導体レーザー、コリメートレンズ、対物レンズが同一
の光軸な有するとき(以後中立状態と呼ぶ)、条件(1
)の下限を下回ると対物レンズの焦点距離が3mm以下
になり、光メモリー装置として必要な作動距離を確保す
ることが出来なくなる。また上限を上回ると、対物レン
ズが大きくなり、対物レンズを光軸方向及トラック方向
に駆動させる部材等も大きくなり装置の小型化がむずか
しくなる。
特開昭62−43842号公報にも示されているように
、球面単レンズでも焦点距離を長(し開口数を小さくす
ることにより無収差レンズとして扱うことが出来る。し
かし、装置の大型化や利用レーザー光の利用効率の低下
により高出力レーザーを用いなければならずコストダウ
ンが難しくなる0通常のレーザー光源を用いても十分な
利用効率を得るためには、コリメートレンズ側の開口数
が中立状態で0.08以上必要である。対物レンズが前
記の条件(1)を満足する時、コリメートレンズの焦点
距離fcは条件(2)の上限以下即ちf、524mmで
あることが必要である。この条件(2)の上限の24を
上回るとレーザー光の利用効率の低下をまねきこのまし
くない。
また、コリメートレンズの焦点距離を短くして行くと、
レーザー光の利用効率は向上して行くが、ユリメートレ
ンズで発生する球面収差が大きくなり結像性能が低下し
始める。特に対物レンズを中立状態からトラック方向に
シフトさせた場合、コリメートレンズで発生した球面収
差の影響により、対物レンズを出た光にコマ収差が発生
し、結像性能の低下が大きくなる。一般に光メモリー用
光学系は、トラック方向のシフト量が0.5mm程度必
要であり、この範囲内で、波面収差が0.07λr m
 s以下であることが要望されるが、実際使用上は、0
.05λrms以上である。第28図にコリメートレン
ズの焦点距離fcの差によるトラックシフトと波面収差
との関係を示す、この図からf、はfc> 15ms+
どなる。つまりfcの下限は1条件(2)に示すとうり
にする必要がある。したがって条件(2)の下限の15
を下回るとコリメートレンズで発生する球面収差が大に
なり、更にその影響で対物レンズを出た光にコマ収差が
発生する等により像性能が悪化する。
本発明の光学系では、コリメートレンズに球面単レンズ
を用いているので、組合せレンズや非球面レンズを用い
た場合よりコストダウンすることができる。さらにコス
トダウンするためには、平凸球面単レンズを用いること
が望ましい。
光源である半導体レーザーの位置は、コリメートレンズ
の焦点位置よりも遠ざけて配置することが光学性能上望
ましい。
本発明の光学系において、対物レンズは、条件(1)を
満足していれば両面非球面レンズ、片面非球面レンズ、
不均質媒質レンズのいずれでもよい。
[実施例] 次に本発明の結像光学系の各実施例を示す。
実施例1 fo=3.30 、 fC=18.0 、  a=3.
0 、 d、=17.2r1=(資) dr= 2.On+= 1.82484ra=−14,
8471 d、=5.0 rs” 1.9845 (非球面) ds= 1.6      0.= 1.48638r
4= −’b 6.1801 (非球面)d4= 1.
647 rs=■ ds= 1.2       ns= 1.55322
ra” (1) 非球面係数 第3面 P=0.1953 、 A、 =0.4589
2 X tO−”A、=0.28751 x to−’
、 A、=−0,21224x 10−’第4面 P=
 −27,6:199 実施例2 fo =3.60 、 fe=22.0 、 a =3
.60 、 d、 =21.Or、=(1) d、 = 2.On、 = 1.6749’6r、= 
−14,8491 d、=5.0 rs ” 2.8285 (非球面) ds= 2.On*= 1.78569「4=■ d4= 1.635 r5= ■ ds= 1.25      n、= 1.48860
ra” 艶 非球面係数 第3面  P=0.637  、 A4 =−0,90
314xlO−”Aa= −0,10820x 10−
”、 As= −0,87636x 10−’A、。=
 −0,72049x 10−’実施例3 fo=3.65 、 fc=16.0 、 a=3.3
0 、 do =15.2r、=■ d、 = 2.0   ’ n+ = 1..8688
8r2 = −13,9021 dz”5.0 r、=2.180  (非球面) da= 1.70    nz= 1.48638r4
 = −7,1228(非球面) d4= 1.932 r5=■ ds” 1.2On、= 1.55322ra=■ 非球面係数 第3面 P=−0,314、A4=0.91974 x
 10=2As=−〇、3644x 10−’、 A、
= −0,21219x 10−’第4面 P=−26
,1584、A、=0.79594 x 10−’実施
例4 fo=3.85 、 f、 =23.0 、 a =4
.08 、 d、 =22.2r1=(1) d+= 2.Onl= 1.86888r t = −
19、9842 d、=5.0 rs= 2.3055 (非球面) dx= 2. i    Q、:: i、 48638
(”4= −6,9992(非球面) d、= 1.922 r’! =帛 d%= 1.2    ns= 1.55322ra=
 ■ 非球面係数 第3面 P=0.2049 、 A、 =0.2576
6 X 10−”Aa= 0.26893  x 10
−’、  Aa=−G、21224  X 10−’第
4面 P=−25,8695、A4=0.68599 
xlO−’実施例5 fo”3.64 、 fc=20.04 、 a =3
.4 、 do=19.3r+= ■ dt = 2.OQ、= 1.82484ra=  1
6.527 d*=S、O r、=2.801 ds= 1.5    nm= 1.6388 (不均
質媒質)r4=ω d4= 2.017 r、=■ ds = 1.2    ns:= 1.55322r
s=閃 不均質媒質の屈折率分布 no :F 1.6388  m= 0.14586 
 h4= −0,39495bs=−0,318903
h、=0.48172実施例6 fa=3.58  、  fc =20.04  、 
 a  =3.8  、  do= 19.3rI= 
■ d、= 2.On、m= 1.82484ri=   
16.527 di=5.0 rs=2.7628 (非球面) ds= 1.8       nm= 1.78569
r、= 111.0003 d、= 1.703 rs=■ ds=1.25      nm= 1.48860r
a= ■ 非球面係数 第3面  P=0.5508 、 A、 =−0,35
704X10−”As=  0.69842 X 10
−’、 Aa= −0,48187X 10−’Ago
 = −0,72053X 10−”実施例7 fo”3.80 、 f−=19.0 、  a=3−
8 、 do=18.Or、= ■ dt = 3.On、 = 1.86888r*=  
 16.5087 di=5.0 rs= 2.7548 (非球面) ds= 2.On−= 1.67496rs= −26
,3183 d、= 1.892 r1%=(資) dts = 1 、2       n−= 1 、5
5322rs= ■ 非球面係数 第3面  P=0.2963 、 A、 =0.540
62 xlO−”As= −0,48084X 10−
’、 As=  0.48191 X 10−’Ato
 = −0,72053x 10−’実施例8 f、=3.70 、 fC=20.0 、 a=3.3
4 、 do =19.2rl m= −199,59
35 d1= z、o    n、= 1.82484rx=
  15.3064 d、=5.0 rs= 2.4103 (非球面) ds= 1.6       n、:1.5694Gr
4=−12,6998(非球面) d4=2.023 rll=oo+ ds= 1.2       nm= 1.55322
rs== ψ 非球面係数 第3面 P=0.0925 、 A、 =0.2554
4 x 10−”Aa= 0.26296 X 10−
’、 Aa= −0,21224X 10−’第4面 
P=−27,7044、A、=0.39632 x 1
0−”実施例9 fo=3.70 、 fc=20.0 、 a=3.3
4 、 do =19.5r+=150.O d、m= z、o    n5=1.82484rx 
”  18.4235 dg=s、。
rs= 2.4103 (非球面) dx= 1.6    fi、= 1.56940ra
= −12,6998(非球面) d、= 2.020 Rs=■ ds= 1.2       n−= 1.55322
r6=■ 非球面係数 第3面 P=0.0925 、 A、 =0.2554
4 X 10−”Aa= 0.26296 x 10−
’、 A、= −0,21224x 10−’第4面 
P= −27,7044、A4= 0.39632 x
 10−”ただし、foは対物レンズの焦点距離、do
は光源とコリメートレンズとの間隔、rl+ ran・
・・は各し面 ある、尚rs +rs +dll +n3はディスクG
に対するものである。
上記実施例中で対物レンズに非球面が用いられているも
のがあるが、それの形状は、X軸を光軸方向、Y軸を光
軸に垂直な方向にとった時、下記の式にて表わされる。
又対物レンズ中硝材に不均質媒質を用いているゐものは
、屈折率分布が次の式で表わされるものである。
n(Y)=no  l−gY  +114gy  ’+
hs gY 6+h、 gY)8これらの式でrは非球
面頂点での曲率半径、Pは円錐定数、Ai、は非球面係
数であり、又n0は中心での屈折率、gは屈折率勾配を
表わす係数である。
これら実施例の構成は、第1図に示す通りである。又収
差状況は第2図乃至第18図に夫々示す通りである。つ
まり第2図、第3図は夫々実施例1の対物レンズのみお
よび結像光学系全体の収差曲線図、第4図、第5図は夫
々実施例2の対物レンズのみおよび結像光学系の収差曲
線図、第6図、第7図は夫々実施例3の対物レンズおよ
び結像光学系の収差曲線図、第8図、第9図は夫々実施
例4の対物レンズおよび結像光学系の収差曲線図、第1
0図、第11図は夫々実施例5の対物レンズおよび結像
光学系の収差曲線図、第12図。
第13図は夫々実施例6の対物レンズおよび結像光学系
の収差曲線図、第14図および第15図は夫々実施例7
の対物レンズおよび結像光学系の収差曲線図、第16図
および第17図は夫々実施例8の対物レンズおよび結像
光学系の収差曲線図、第18図は実施例9の結像光学系
の収差曲線図である。尚実施例9は対物レンズが実施例
8の対物レンズと同じであって、したがってその収差状
況は第16図に示すものと同じである。
更に各実施例の波面収差のRMS ()−ラッキング方
向と光軸方向)を夫々第19図乃至第27図に示す。
これら各収差状況より明らかなように各実施例とも良好
な結像性能を有していることがわかる。
[発明の効果] 本発明の光学系は、対物レンズが光軸方向にシフトした
時の性能劣化やトラッキング方向のシフトによる性能劣
化のない良好な結像性能で低コストになし得るものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光学系の構成を示す断面図、第2図乃
至第18図は各実施例の収差曲線図、第19図乃至第2
7図は各実施例の波面収差を示す図、第28図は実施例
1の光学系でのコリメートレンズの焦点距離に対する波
面収差の関係を示す図、第29図は従来の光メモリー用
結像光学系の構成を示す図である。 出願人 オリンパス光学工業株式会社 代理人   向    寛  二 第2因 第4図 第5図 球面収差   OS  C’    非点収差第6図 第7図 第8図 LR口収差  o  s  c’   非点収差第9図 球部ルシ差  OSC・  非点収差 第10図 球面収差   o s c′   非点収差第11図 球面収差   o  s  c’    非点収差第1
3図 球面収差  OSC−非点収差 第14図 球面収差  Os σ  非点収差 第15回 球面収差   OS  C’   非点収刀第20図 第22図 第23図 第24図 第25図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光源側から順に球面単レンズである半導体レーザー用コ
    リメートレンズと対物レンズとからなり、前記対物レン
    ズの入射瞳の直径をa、前記半導体レーザー用コリメー
    トレンズの焦点距離をf_cとするとき、次の条件を満
    足し、前記対物レンズが少なくとも光軸に沿って可動で
    ある光学式情報記録再生装置用結像光学系。 (1)3≦a≦4.1 (2)15≦f_c≦24
JP63063617A 1988-03-08 1988-03-18 光学式記録再生装置用結像光学系 Pending JPH01237612A (ja)

Priority Applications (2)

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JP63063617A JPH01237612A (ja) 1988-03-18 1988-03-18 光学式記録再生装置用結像光学系
US07/320,571 US4902113A (en) 1988-03-08 1989-03-08 Objective lens and imaging optical system for optical information recording and readout device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185630A (ja) * 1989-12-13 1991-08-13 Hitachi Ltd 情報処理装置及びこれに搭載する光ヘッド
JPH04346306A (ja) * 1991-05-24 1992-12-02 Rohm Co Ltd 光ピックアップ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185630A (ja) * 1989-12-13 1991-08-13 Hitachi Ltd 情報処理装置及びこれに搭載する光ヘッド
JPH04346306A (ja) * 1991-05-24 1992-12-02 Rohm Co Ltd 光ピックアップ

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